Влияние мультипольного взаимодействия на спектры поглощения малых сферических частиц вблизи поверхности твердых тел

Abstract

В электрoстатическом приближении решена задача взаимодействия электро­магнитного излучения с ансамблем малых частиц вблизи плоской поверхности (поверх­ности твердых тел, раздела фаз, биологических мембран и т.п.). Найден электродина­мический отклик системы «малая сферическая частица (наночастица) – подкладка» во внешнем электромагнитном поле. В общем случае мультипольного взаимодействия малых частиц с подкладкой разработан эффективный алгоритм решения задачи. Для диполь-дипольного и квадруполь-квадрупольного взаимодействий получены замкнутые формулы, удобные для проведения практических расчетов. Проанализированы спектры рассеяния, поглощения и экстинкции для золотой частицы на золотой подкладке и серебряной частицы на серебряной подкладке. Приведен графический и табличный материал, иллюстрирующий возможности разработанного подхода.

In electrostatic approximation the interaction problem of electromagnetic radiation with an ensemble of small particles near to flat surfaces (surfaces of solids, interfaces, surfaces of biological membranes, etc.) is solved. The response of electrodynamic system: a small spherical particle (nanoparticle) – substrate in external electromagnetic field is determined. The algorithm of problem solving is elaborated in general case multipole interaction in the system. Analytical solutions to cases dipole - dipole and quadrupole - quadrupole interaction are founded. The frequency spectrums of scattering, absorption and excitations is analyzed, and gold and silver particles on gold and silver substrates correspondently are analyzed. The big number of graphics and tables is presented as an illustration of elaborated approach.